موضوعات = بیو انفورماتیک
بیو انفورماتیک

بررسی پایداری مولکولی مهارکننده‌های نسل دوم EGFR در تعامل با پروتئین نوع وحشی: یک مطالعه شبیه‌سازی دینامیک مولکولی

دوره 16، شماره 3، تیر 1404، صفحه 19-29

https://doi.org/10.48311/biot.2025.27534

سید صادق محمدی موسوی؛ سید شهریار عرب

چکیده گیرنده فاکتور رشد اپیدرمی (EGFR) یکی از مهم‌ترین گیرنده‌های تیروزین کیناز است که نقش کلیدی در تنظیم فرایندهای سلولی و پیشرفت بسیاری از سرطان‌ها از جمله سرطان ریه دارد. در این مطالعه، تأثیر مهارکننده‌های نسل دوم EGFR شامل Afatinib، Dacomitinib و Neratinib و کاندیداهای دارویی Canertinib و Poziotinib بر پروتئین EGFR نوع وحشی با استفاده از شبیه‌سازی دینامیک مولکولی (MD) مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور، داده‌های ساختاری از پایگاه‌های معتبر جمع‌آوری و تحلیل شدند. مطالعات داکینگ مولکولی به شناسایی محل‌های اتصال داروها منجر گردید و شبیه‌سازی دینامیک مولکولی (MD) در شرایط فیزیولوژیکی، پایداری و تعاملات لیگاند-پروتئین را بررسی کرد. پارامترهای مختلفی نظیر RMSD، شعاع ژیراسیون (Rg)، SASA و پیوندهای هیدروژنی برای بررسی پایداری کمپلکس‌ها محاسبه شدند. نتایج تحلیل MMPBSA نشان داد که Neratinib با کمترین انرژی آزاد اتصال (ΔG)، تمایل اتصال بیشتری به EGFR دارد و در طول شبیه‌سازی پایداری بالاتری از خود نشان داده است. همچنین، تحلیل مؤلفه‌ی اصلی (PCA) نشان داد که کمپلکس EGFR-Neratinib دینامیک کمتری داشته و فضای فاز کمتری را اشغال می‌کند که نشان‌دهنده پایداری بیشتر این کمپلکس است.
این نتایج نشان می‌دهد که Neratinib می‌تواند به عنوان قوی‌ترین مهارکننده در مقایسه با سایر ترکیبات مورد بررسی، شناخته ‌شود و پتانسیل بالایی برای استفاده در درمان‌های ترکیبی علیه EGFR دارد.

بیو انفورماتیک

بررسی تعاملات مولکولی و پایداری ساختاری مهارکننده‌های تیروزین کیناز ALK :یک مطالعه شبیه‌سازی دینامیک مولکولی

دوره 16، شماره 3، تیر 1404، صفحه 30-41

https://doi.org/10.48311/biot.2025.27536

سید صادق محمدی موسوی؛ سید شهریار عرب

چکیده کیناز لنفوم آناپلاستیک (ALK) یکی از اهداف مهم در درمان سرطان، به ویژه سرطان ریه غیرکوچک (NSCLC) با بازآرایی ژنی است. در این پژوهش، به بررسی و مقایسه اثرات سه مهارکننده تیروزین کیناز (TKI) شامل Crizotinib، Ceritinib، و Alectinib بر دمین تیروزین کیناز ALK با استفاده از شبیه سازی دینامیک مولکولی (MD) پرداخته شد. از تجزیه و تحلیل‌های مختلفی نظیر RMSD، شعاع ژیراسیون(RG)،  سطح قابل دسترس حلال(SASA) ، تعداد پیوند هیدروژنی (Hbond)، تجزیه تحلیل مؤلفه اصلی (PCA) و MMPBSA در این مطالعه استفاده شد.
شبیه‌سازی دینامیک مولکولی به مدت ۱۰۰ نانوثانیه نشان داد که Alectinib منجر به پایداری ساختاری، و کاهش سطح قابل دسترس حلال (SASA) در مقایسه با Crizotinib و Ceritinib و فشردگی بیشتر پروتئین می‌شود. همچنین، نتایج MMPBSA بیانگر انرژی آزاد اتصال کمتر و تمایل اتصال بالاتر Alectinib به ALK بود که اثربخشی آن را تقویت می‌کند. استفاده از Alectinib به دلیل توانایی بالا در عبور از سد خونی-مغزی و تأثیر بر متاستازهای مغزی، می‌تواند موجب بهبود اثربخشی درمان و کاهش مقاومت دارویی شود. این نتایج و یافته نشان میدهد که Alectinib میتواند گزینه‌ای برای خط اول درمان باشد.
 

بیو انفورماتیک

طراحی یک ساختار ترکیبی مبتنی بر یادگیری عمیق به منظور پیش‌بینی جایگاه‌های فسفریلاسیون

دوره 16، شماره 3، تیر 1404، صفحه 102-113

https://doi.org/10.48311/biot.2025.27532

زینب ظهیری؛ ناصر مهرشاد

چکیده فسفریلاسیون مهم‌ترین نوع از تغییرات پس از ترجمه (Post-Translational Modification) است که نقش مهمی در مطالعات عملکرد پروتئین و طراحی تجربی دارد. با توجه به اهمیت فسفریلاسیون در پروتئین‌ها و افزایش روزافزون شمار توالی‌­های پروتئین‌ها در پایگاه‌های داده، نیاز به بهبود روش‌های محاسباتی پیش‌بینی جایگاه‌های فسفریلاسیون، از نظر سرعت و دقت روز به روز با اهمیت‌تر می­شود. با اینکه تاکنون ابزارهای پیش‌بینی کننده بسیار زیادی برای پیش‌بینی مکان‌های فسفریلاسیون با استفاده از روش‌های مختلف یادگیری ماشین معرفی گردیده است اما هنوز هم تا ابزار بسیار کارآمد فاصله زیادی است و تلاش‌ها برای دستیابی به چنین ابزاری ادامه دارد.
اخیراً، چندین مطالعه ادعا کرده‌اند که روش‎های مبتنی بر یادگیری عمیق بهترین راه برای پیش‌بینی مکان‌های فسفریلاسیون هستند زیرا یادگیری عمیق به عنوان یک روش یادگیری ماشینی پیشرفته می‌تواند به طور خودکار نمایش‌های پیچیده الگوهای فسفریلاسیون را از توالی‌های خام تشخیص دهد و بنابراین ابزاری قدرتمند برای بهبود پیش‎بینی جایگاه فسفریلاسیون ارائه می‌دهد.
در این مطالعه، یک ساختار ترکیبی بر اساس روش یادگیری عمیق کانولوشنی (Convolutional Deep Learning) با نام ConvoPhos به منظور پیش‌بینی مکان‌های فسفریلاسیون معرفی شده است به گونه‌ای که، بردار ویژگی CkSAApair به‌دست آمده از روی توالی‌ها، به‌عنوان ورودی بخشی از طبقه‌بند و تبدیل توالی‌ها به عکس، به‌عنوان ورودی‌ بخش دیگری از شبکه‌های کانولوشنی استفاده شده است. نتایج حاصل از اعتبارسنجی متقابل 10 باره، مقدار صحت 94 درصدی را برای داده‌های phosphosite و AUC 90 درصدی را نشان می‌دهد، که در بین سایر روش‌های مقایسه شده بالاترین کارایی را دارد.

بیو انفورماتیک

تغییرات ساختاری و نفوذپذیری غشای سلولی در طی فروپتوزیس: مطالعه ای با شبیه سازی دینامیک مولکولی

دوره 16، شماره 2، فروردین 1404، صفحه 1-16

یاسر شعبانپور؛ مژگان علی پور؛ بهنام حاجی پور وردوم؛ پرویز عبدالمالکی

چکیده فروپتوزیس نوعی جدید از مرگ سلولی است که با هیدروپراکسیداسیون لیپیدها همراه است. این فرایند به آهن و اسیدهای چرب غیراشباع چندگانه (PUFAs) وابسته است. علی رغم اهمیت فروپتوزیس جزئیات مولکولی این فرآیند به ‌ویژه تاثیر آن بر ویژگی‌ های غشای سلولی همچنان ناشناخته باقی مانده است. در این مطالعه تغییرات ساختاری و نفوذپذیری غشای پلاسمایی در اثر هیدروپراکسیداسیون لیپیدی طی فروپتوزیس با استفاده از شبیه‌ سازی دینامیک مولکولی بررسی شد. ابتدا بر اساس داده‌ های تجربی یک مدل از غشای گلبول قرمز انسانی ساخته شد. برای مدل سازی غشا فروپتوزیس زنجیره ‌های لیپیدی PUFA در غشای گلبول قرمز با مشتقات هیدروپراکسید آن ها جایگزین شدند. هر دو سیستم (غشای نرمال و فروپتوزیسی) در شبیه‌ سازی ‌های دینامیک مولکولی All-Atom به مدت 300 نانوثانیه (با سه تکرار) مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که در غشای فروپتوزیسی ضخامت کاهش و سطح افزایش یافته است. همچنین گروه ‌های هیدروپراکسید موجود در زنجیره ‌های اسید چرب به سمت گروه ‌های سرقطبی فسفولیپیدها حرکت کردند. علاوه بر این تغییرات ساختاری عملکرد غشا که به‌ طور معمول به ‌عنوان یک سد نفوذناپذیر برای مولکول ‌های قطبی مانند آب عمل می‌ کند در اثر هیدروپراکسیداسیون مختل شد، در حالی که یکپارچگی کلی غشا حفظ شد. به‌ طور خلاصه هیدروپراکسیداسیون لیپیدی در فروپتوزیس تغییرات مهمی در ساختار و عملکرد غشا ایجاد می کند که می تواند در توسعه درمان ‌های جدید برای بیماری های سخت مانند سرطان و بیماری های تحلیل‌ برنده عصبی کاربرد داشته باشد.

بیو انفورماتیک

طراحی، مدلینگ، داکینگ و شبیه سازی دینامیک مولکولی یک فیوژن پپتید با توانایی اتصال به فاکتور رشد پروتئین‌های مورفوژنتیک استخوان

دوره 16، شماره 2، فروردین 1404، صفحه 17-29

مینا بحری؛ صادق حسن نیا؛ علیرضا شیری همدانی؛ سودابه عسکری

چکیده امروزه، مهندسی بافت استخوان راه­کارهای ویژه­ای جهت ترمیم بافت استخوانی بواسطه ترکیب مواد زیستی به همراه یک داربست، جهت فراهم سازی سلول­های مناسب جهت استخوان­سازی و فاکتورهای رشد به وجود آورده است. در این تحقیق، با روش­های بیوانفورماتیکی پپتید فیوژنی طراحی شد که می تواند به فاکتورهای رشد دخیل در ترمیم بافت استخوان متصل و منجر به به دام انداختن این فاکتورها در محل ضایعه ­گردد. در این مطالعه در پپتید طراحی شده دمین متصل شونده به هپارین قرار داده شد و این پپتید با کمک داکینگ با فاکتور رشد در حالت های مونومر و دایمر کمپلکس گردید. ساختارهای کمپلکس بر اساس کمترین امتیاز حاصل شده که به ترتیب شامل 1117- و 912.5- بود انتخاب شدند. با توجه به نتایج داکینگ و شبیه سازی دینامیک مولکولی، این فیوژن پپتید قادر به اتصال به فاکتور رشد پروتئین های مورفوژنتیک استخوان می­باشد. بر اساس نتایج شبیه سازی برخلاف پپتید در حالت مونومر، تغییرات نمودار RMSD کمپلکس پپتیدی در حالت دایمر بعد از 10 نانو ثانیه از زمان شبیه­سازی به ثبات رسیده و تا پایان شبیه­سازی ثبات خود را حفظ کرده است. این نتایج نشان می دهد که کمپلکس حاصل در حالت دایمر در اتصال به فاکتور رشد با توجه به بررسی میزان فاکتور RMSD دارای الگوی بهتری از پایداری نسبت به حالت مونومر می باشد.

بیو انفورماتیک

پیش‌بینی برهم‌کنش پروتئین-پروتئین بین ویروس و انسان با استفاده از شبکه‌های دوقلوی ناهمگون

دوره 16، شماره 2، فروردین 1404، صفحه 42-57

سارا محمدزاده؛ زهرا قربانعلی؛ محمدامین سهرابی؛ فاطمه زارع میرک آباد

چکیده عفونت‌های ویروسی بیماری‌هایی هستند که توسط ویروس‌ها پس از ورود به سلول‌های میزبان و بر اثر همانندسازی به وجود می‌آیند. عفونت‌زایی، با ایجاد برهم‌کنش میان پروتئین‌های ویروس و پروتئین‌های سلول‌ میزبان صورت می‌گیرد. از این‌رو، شناسایی این برهم‌کنش‌ها نقش بسزایی در جلوگیری، درمان و کنترل عفونت‌زایی دارد. با توجه به اینکه مطالعات آزمایشگاهی بسیار پر‌هزینه و زمان بر هستند، در سال‌های اخیر محققان با استفاده از روش‌های محاسباتی به پیش‌بینی برهم‌کنش میان پروتئین‌های ویروس و انسان می‌پردازند. هرچند این روش‌ها عملکرد مناسبی دارند، اما یکی از چالش‌های اصلی آن‌ها به‌کارگیری نمایش مناسبی برای پروتئین‌ها است که بتواند اطلاعات ساختاری آن ها را در بر داشته باشد. در این مقاله قصد داریم چارچوبی به نام PBS برای پیش‌بینی برهمکنش پروتئین-پروتئین بین ویروس‌ها و انسان ارائه دهیم که از توانایی ترنسفورمرها برای نمایش پروتئین‌ها استفاده می‌نماید. این مدل با به‌کارگیری شبکه‌های عصبی دوقلو ناهمگون فضای نمایش را یکپارچه‌سازی می‌کند و درنهایت برهم‌کنش میان پروتئین‌های ویروس و انسان را مدل می‌نماید. چارچوب PBS با کسب امتیاز ACC برابر با ۴۱/۸۱ ٪، امتیاز AUC-ROC برابر با ۳۵/۸۷٪، امتیاز AUC-PR برابر با ۷۸/۸۷٪، امتیاز F1 برابر با ۵۸/۸۱٪ و امتیاز Precision برابر با ۸۴/۸۰٪ عملکرد مناسبی از خود نشان می‌دهد. همچنین، توانایی مدل در پیش‌بینی برهم‌کنش‌های بین پروتئین‌های ویروس آنفولانزا H1N1 و انسان به‌عنوان مورد مطالعاتی سنجیده می‌شود.

بیو انفورماتیک

استفاده از شبکه‌ی UNet با نظارت عمیق برای تخمین فشار خون پیوسته از سیگنال فوتوپلتیسموگرافی

دوره 16، شماره 1، دی 1403، صفحه 18-34

معصومه خالقیان؛ سیده سمانه شجاعی لنگری؛ مهدی محسنی؛ مریم بیگ زاده

چکیده پایش فشار خون، یکی از مؤلفه‌های حیاتی برای حفظ سلامتی است. فشار خون بالا، به عنوان یک عامل خطر می‌تواند منجر به بروز حمله قلبی، سکته، نارسایی قلبی و کلیوی شود. همچنین، فشار خون پایین نیز می‌تواند خطرناک باشد و منجر به گیجی، ضعف، غش و اختلال در اکسیژن رسانی به اندام‌ها و آسیب به مغز و قلب گردد. از این رو پایش مداوم میزان فشار خون در افراد با ریسک بالا بسیار حائز اهمیت می‌باشد، به طوری که استفاده از دستگاه هولتر فشارخون به دلیل قابلیت ثبت طولانی مدت و ارزشمند اطلاعات فشارخون برای بسیاری از بیماران تجویز می‌شود. تلاش برای دستیابی به تکنیک‌های نرم افزاری و توسعه دستگاه‏های اندازه‌گیری فشارخون بدون کاف، با حفظ آسایش و راحتی بیمار، از مهم‌ترین چالش‌هایی است که ذهن پژوهشگران را به خود اختصاص داده است. در این پژوهش یک چهارچوب یادگیری عمیق بر مبنای شبکهUNet یک­بعدی با نظارت عمیق جهت تخمین فشار خون پیوسته از روی سیگنال فوتوپلتیسموگرافی بدون استفاده از روش کالیبراسیون فردی ارائه شده است. مدل ارائه شده بر روی بانک داده UCI برای 942 بیمار تحت مراقبت ویژه، به میانگین خطای مطلق 88/8 ، 43/4 و 32/3 و انحراف معیار 01/11، 18/6 و 15/4 میلی­متر جیوه به ترتیب برای فشار خون سیستول ، دیاستول و فشار خون میانگین دست یافت. طبق استاندارد بین المللی BHS، روش پیشنهادی، درجه‏ی A برای فشار خون دیاستول و میانگین و نیز درجه‏یC برای فشار خون سیستول را برآورده می‏کند. نتایج حاصل از این پژوهش حاکی از آن است که چهارچوب یادگیری عمیق پیشنهادی

بیو انفورماتیک

ارزیابی بیوانفورماتیک و شناسایی نواحی اپی توپی پروتئین F ویروس بیماری نیوکاسل

دوره 15، شماره 4، مهر 1403، صفحه 26-37

مریم برخورداری؛ معصومه باقری؛ محمدحسین خانی؛ آزاده زحمت کش

چکیده ویروس بیماری نیوکاسل (NDV)، یکی از خطرناکترین عفونت های ویروسی را در بسیاری از پرندگان ایجاد می­کند. مرگ و میر بالا و خسارت های اقتصادی زیاد، حاصل آلودگی به این ویروس است که در حال حاضر درمانی ندارد. ذخیره طبیعی این ویروس در بین پرندگان و گاهی غیر پرندگانی مانند حیوانات مزرعه باقی می­ماند. در کشورهایی مانند ایران، این ویروس به یک وضعیت پایدار رسیده است. همچنین، این ویروس از طریق پرندگان مهاجر منتقل می­شود. پروتئین F ویروس نیوکاسل یکی از عوامل مهم در بیماری­زایی و تعیین سویه های بیماری­زای این ویروس محسوب می شود که دارای نواحی مهمی در تعیین میزان بیماری­زایی، تعیین میزان همجوشی ویروس و نکروز بافتی می باشد. در مطالعه حاضر، با بررسی محاسباتی پروتئین Fویروس نیوکاسل، برخی ویژگی­های مربوط به پروتئین، مانند ناحیه شکست و نواحی اپی توپی مهم و حفاظت شده در ایمنی زایی پروتئین، گونه های آلوده در منطقه خاورمیانه و ویژگی­های فیزیکوشیمیایی پروتئین مورد بررسی قرار گرفت. نتایج این تحقیق نشان داد که پروتئین F ویروس نیوکاسل دارای نواحی بسیار محافظت شده می­باشد و همچنین همولوژی بالایی بین توالی ها مشاهده می شود. با وجود حضور حداکثری سویه­های بیماری­زا در ناحیه خاورمیانه، سویه های غیر بیماری­زا هم در ذخیره طبیعی این ویروس دیده می شوند. در این پژوهش با بررسی جامعی که انجام شد نواحی مهم در ایمنی­زایی و ایجاد اپی توپ ها، شناسایی شدند که می­تواند در توسعه واکسن­های نوترکیب علیه این ویروس، مورد استفاده قرار گیرد.

بیو انفورماتیک

piRNA های دارای افتراق بیان در سلول های سرطان سینه

دوره 15، شماره 4، مهر 1403، صفحه 67-77

مریم عابدی؛ مجید صادقی زاده

چکیده سرطان سینه شایع‌ترین سرطان زنان می‌باشد که علیرغم پیشرفتهای علمی زیاد همچنان علت اصلی مرگ و میر ناشی از سرطان در بین زنان محسوب می‌شود. برای حل این معضل جهانی نیازمند مطالعات مولکولی عمیق‌تری در حوزه سرطان سینه هستیم. امروزه نقش piRNAها بعنوان تنظیم کننده بیان ژن‌ها در سرطان‌های مختلف مورد توجه بسیاری قرار گرفته است. در این مطالعه هدف ما شناسایی piRNAهای مهم درگیر در سرطان سینه و ژن‌های هدف آن‌ها می‌باشد. برای این منظور داده‌های RNA seq small خام مربوط به نمونه‌های بافت سرطان سینه و بافت نرمال سینه از پایگاه داده GEO انتخاب و استخراج شد و از پلتفرم Galaxy برای آنالیز بیوانفورماتیکی آن‌ها استفاده شد. بیان افتراقی 372 عدد piRNA بر اساس Log2 FC ≥ 2، p. value ≤ 0.05 بدست آمد که 191 عدد افزایش بیان و 181 عدد کاهش بیان معنی‌دار را نشان دادند. بیشترین افزایش مربوط به hsa-piR-33125 می‌باشد که هدف آن GATAD2A می‌باشد و در پروسه های سرطانزایی از قبیل توسعه عروق خونی، آپاپتوز، تنظیم بیان ژن در سطح رونویسی و ... نقش دارد. بیشترین کاهش مربوط به hsa-piR-33073 با Log2 FC= -4.20 می‌باشد. پیدا کردن لیستی از piRNAهای مهم که افتراق بیان معنی‌دار در سرطان سینه نسبت به بافت نرمال دارند و همچنین مشخص کردن افزایش و یا کاهش بیان آن‌ها در بافت سرطانی و تشخیص ژن‌های هدف و بررسی نقش آن‌ها در مسیرهای بیولوژیکی دخیل در توسعه و پیشرفت سرطان، می‌تواند آغازگر مطالعاتی باشد که در نهایت منجر به پیشرفت‌ در تحقیقات سرطان سینه و روش‌های درمانی شود.

بیو انفورماتیک

بررسی نقش جهش A501R در افزایش توان پردازش آنزیم DNA پلیمراز PFU

دوره 15، شماره 4، مهر 1403، صفحه 78-90

سید شهریار عرب؛ رایحه وفایی

چکیده ‫ﺁﻧﺰیﻢ‬‫‪ⅮNA‬ﭘﻠﯿﻤﺮﺍﺯ‬ ‫‪PFU‬ﭘﺎیﯿﻦ‬ ‫ﺗﺮیﻦ‬‫ﻧﺮﺥ‬ ‫ﺧﻄﺎ‬ ‫ﺩﺭ‬ ‫ﻓﺮﺁیﻨﺪ‬ ‫ﻫﻤﺎﻧﻨﺪﺳﺎﺯﯼ‬ ‫ﺩﺭ‬ ‫‪PⅭR‬ﺭﺍ‬ ‫ﺩﺍﺭﺩ‪.‬‬ ‫ﺍﻣﺎ‬‫ﻧﻘﻄﻪ‬ ‫ﺿﻌﻒ‬ ‫ﺍیﻦ‬ ‫ﺁﻧﺰیﻢ‬ ‫ﭘﺎیﯿﻦ‬ ‫ﺑﻮﺩﻥ‬ ‫ﻗﺪﺭﺕ‬ ‫ﭘﺮﺩﺍﺯﺵ‬ ‫ﺁﻥ‬ ‫ﺍﺳﺖ‬ ‫ﮐﻪ‬ ‫ﭘﺲ‬ ‫ﺍﺯ‬ ‫ﺍﻓﺰﻭﺩﻥ‬ ‫ﺗﻘﺮیﺒ‬ا ‬‫‪۲۰‬‬ ‫ﻧﻮﮐﻠﺌﻮﺗﯿﺪ ‬‫ﺩﺭ‬ ‫ﺍﻧﺘﻬﺎﯼ‬ ‫ﭘﺮﺍیﻤﺮ‬ ‫ﺍﺯ‬ ‫ﺭﻭﯼ‬ ‫ﺭﺷﺘﻪ‬ ‫‪ⅮNA‬ ‫ﺍﻟ‬گو ﺑﻠﻨﺪ‬ ‫می‬ ‫ﺷﻮﺩ‪.‬‬ ‫ﺩﺭ‬ ‫ﺍیﻦ‬ ‫ﭘﮋﻭﻫﺶ‬ ‫ﻫﺪﻑ‬ ‫ﺍﻓﺰﺍیﺶ‬ ‫ﺗﻮﺍﻥ‬‫ﭘﺮﺩﺍﺯﺵ‬ ‫ﺁﻧﺰیﻢ‬ ‫ﺑﺎ‬ ‫ﻃﺮﺍحی‬ ‫ﻣﻨﻄقی‬ ‫ﻭ‬ ‫ﺍیﺠﺎﺩ‬ ‫ﺟﻬﺶ‬ ‫ﻧﻘﻄە‬ ‫ﺍﯼ‬‫ ﺩﺭ‬ ‫ﺁﻧﺰیﻢ‬ ‫ﺑﺎ‬ ‫ﮐﻤﺘﺮیﻦ‬ ‫ﻫﺰیﻨﻪ‬ ‫ﺁﻧﺘﺮﻭﭘﯽ‬ ‫ﻭ‬ ‫ﺁﻧﺘﺎﻟﭙﯽ‬‫ﺍﺳﺖ‪ .‬ﺑﻪ‬ ‫ﻣﻨﻈﻮﺭ‬ ‫ﻣﺮﺗﻔﻊ‬ ‫ﻧﻤﻮﺩﻥ‬ ‫ﻫﺪﻑ‬ ‫ﭘﮋﻭﻫﺶ‪،‬‬ ‫ﺍﺑﺘﺪﺍ‬ ‫ﻣﻘﺎیﺴﻪ‬ ‫ﺗﻮﺍلی ‫ﻭ‬ ‫ﺳﺎﺧﺘﺎﺭﯼ‬ ‫ﻣﯿﺎﻥ‬ ‫ﺁﻧﺰیﻢ‬ ‫ﻫﺎﯼ‬ ‫ﻫﻢ‬‫ﺧﺎﻧﻮﺍﺩﻩ ‬‫ﺑﺎ‬ ‫ﺗﻮﺍﻥ‬ ‫ﭘﺮﺩﺍﺯﺵ‬ ‫ﺑﺎﻻ‬ ‫ﺍﻧﺠﺎﻡ‬ ‫ﺷﺪ‪،‬‬ ‫ﺳﭙﺲ‬ ‫ﺟﻬﺶ‬ ‫ﻣﻨﺎﺳﺐ‬ ‫ﺍﻧﺘﺨﺎﺏ‬ ‫ﮔﺮﺩیﺪ‬ ‫ﻭ‬ ‫ﺷﺒﯿە‬ ‫ﺳﺎﺯﯼ‬‫ﺑﺮﺍﯼ‬ ‫ﻧﻤﻮﻧ ﻪ‬‫ﻃﺒیعی‬ ‫ﻭ‬ ‫ﺟﻬﺶ‬ ‫یﺎﻓﺘﻪ‬‫ﺍﻧﺠﺎﻡ‬ ‫ﺷﺪ‬ ‫ﻭ‬ ‫ﺧﺮﻭﺟجی ‫ﺁﻥ‬ ‫ﻣﻮﺭﺩ‬ ‫ﺑﺮﺭسی ‬ ‫ﻗﺮﺍﺭ‬ ‫ﮔﺮﻓﺖ‬ ‫ﻭ‬ ‫ﻣﯿﺰﺍﻥ‬ ‫ﺍﻧﺮﮊﯼ‬ ‫ﺁﺯﺍﺩ‬ ‫ﺍﺗﺼﺎﻝ‬‫ﺁﻧﺰیﻢ‬ ‫ﻭ‬ ‫‪ⅮNA‬ﻧﺸﺎﻥ‬ ‫ﺩﺍﺩ‬ ‫ﮐﻪ‬ ‫ﻧﻤﻮﻧﻪ‬ ‫ﺟﻬﺶ‬ ‫یﺎﻓﺘﻪ‬‫ﺍﺗﺼﺎﻝ‬ ‫ﺑﻬﺘﺮﯼ‬ ‫ﻧﺴﺒﺖ‬ ‫ﺑﻪ‬ ‫ﺁﻧﺰیﻢ‬ ‫ﻃﺒیعی ‫ﺑﺎ‬ ‫‪ⅮNA‬‬ ‫ﺑﺮﻗﺮﺍﺭ‬‫می ‫ﮐﻨﺪ‪.‬‬

بیو انفورماتیک

تخلیص RBDژن اسپایک ویروس 2 SARS-COV-بیان شده در سلول پروکاریوتی و بررسی تمایل اتصال پپیتدهای ضدویروسی به این پروتئین با استفاده از مطالعات بیوانفورماتیکی

دوره 15، شماره 3، تیر 1403، صفحه 1-13

مجید صادقی زاده؛ نرگس معززی طهران خواه

چکیده همه‌گیری کرونا و مرگ‌ شمار کثیری از انسان‌ها در جهان، شرایط اجتماعی و اقتصادی کشورها را با خطر روبرو کرده است. ویروس SARS-CoV-2 از خانواده‌ کرونا ویرویده، عامل بیماری کرونا و مسبب شیوع آن در قرن اخیر است. به دلیل استفاده ویروس کرونای جدید از پروتئین اسپایک سطح خود برای ورود به سلول‌های میزبان و اتصال به پروتئین سطحی ACE2 برای ورود ماده‌ ژنتیکی و عفونت‌زایی، مطالعه ناحیه‌ اتصال به گیرنده (RBD) در پروتئین اسپایک برای دانشمندان بسیار مهم است؛ با مهار این پروتئین و ناحیه اتصال به گیرنده‌ آن ، می توان مانع از ورود ویروس به سلول شد. با استفاده از کلونینگ می‌توان ژنهای این ویروس را تکثیر و پروتئین آن را خالص‌سازی کرد. بکارگیری پپتیدهای ضدویروسی برای درمان بیماری‌ها یکی از روش‌های بسیار کاربردی است و در درمان SARS-CoV-2، پپتیدهای ممانعت کننده از اتصال RBD به گیرنده ACE2 ،بسیار مورد توجه دانشمندان است. در تحقیق حاضر، کلونینگ RBD در وکتور بیانی PET28a، بیان پروتئین RBD و فیوژن پروتئین GFP/RBD در میزبان پروکاریوتی انجام شد. به دلیل محلول نبودن این پروتئین در میزبان پروکاریوت ، Column Refolding با شیب اوره با ستون نیکل-آگارز انجام و پروتئین سنتز شده از طریق تکنیک وسترن بلات تایید شد. از مقالات سه پپتید برای مقایسه‌ اتصال آن‌ها با RBD با استفاده از بیوانفورماتیک کاندید و تمایل اتصالشان به همدیگر با روش داکینگ مولکولی بررسی و مشخص شد می توان از پپتیدهای یاد شده به دلیل اتصال به RBD در صورت تایید میانکش بین آن ها در درمان عفونت این ویروس استفاده کرد.

بیو انفورماتیک

ارزیابی بیوانفورماتیکی ناحیه ژنی کدکننده آنزیم زایلان در برخی گونه‌ های آسپرژیلوس

دوره 15، شماره 3، تیر 1403، صفحه 28-44

آیدین حسن زاده؛ محمد علی تاجیک قنبری

چکیده جنس آسپرژیلوس دارای گونه ‏های متعددی است که در داروسازی، کشاورزی و صنایع مختلف اهمیت دارند. جنس آسپرژیلوس دارای 446 گونه شناسایی شده است که تشخیص آنها از یکدیگر با کمک خصوصیات ریخت‏ شناسی دشوار است. زایلان بتا 1و4 زایلوسیداز، آنزیمی است که فرآیند هیدرولیز زایلوز را در زایلوالیگوساکاریدها کاتالیز می‏ کند و توسط گونه ‏های مختلف آسپرژیلوس تولید می ‏شود. این پژوهش با هدف مطالعه بیوانفورماتیکی ناحیه ژنی مرتبط با این آنزیم و ارزیابی شباهت‏ها و تفاوت‏های آن در برخی گونه‏ های آسپرژیلوس صورت گرفت. نتایج نشان داد این ناحیه ژنی به دلیل وجود موتیف‏های حفاظت شده، توانست برخی گونه ‏های مورد بررسی در این پژوهش را از یکدیگر تفکیک نماید.

بیو انفورماتیک

تشخیص سرطان پستان از روی تصاویر هیستوپاتولوژی با استفاده از یادگیری عمیق

دوره 15، شماره 2، فروردین 1403، صفحه 113-130

سیما سادات لاجوردی؛ عبداله اله رودی؛ سیده سمانه شجاعی لنگری

چکیده سرطان یکی از شایع‌ترین علل مرگ و میر در جهان است. سرطان پستان فراوان ترین سرطان در بین زنان است و سالیانه باعث میزان بالایی از مرگ و میر می شود. معتبرترین و مطمئن ترین روش برای مدیریت موفق سرطان، تشخیص دقیق و زود هنگام است. در مقابل، عدم تشخیص به موقع منجر به گسترش سرطان در بدن می شود، در نتیجه درمان و کنترل آن را دشوار می نماید. روش استاندارد طلایی برای تشخیص سرطان پستان، بیوپسی است. به طور معمول از روش های دستی و بصری برای تشخیص سرطان استفاده می شود و پاتولوژیست اسلاید های هیستوپاتولوژی را زیر میکروسکوپ بررسی می نماید که این نوع تشخیص به زمان زیاد و تخصص بالایی احتیاج دارد و بسیار مستعد خطاست، به همین دلیل استفاده از سیستم تشخیص رایانه ای(CAD) برای کمک به پزشکان در جهت بهبود کارایی تفسیر تصاویر پزشکی ضروری است. در این مطالعه ما از مدل های یادگیری عمیق، خصوصا شبکه های عصبی کانولوشنی (CNNs) برای تشخیص سرطانی بودن یا نبودن تصاویر هیستوپاتولوژیک استفاده می کنیم. میزان AUC، صحت و امتیاز F1 به دست آمده با استفاده از شبکه ی عصبی عمیق از پیش آموزش داده شده Incetion-V3 به ترتیب برابر 36/98 % ، 28/95 % و 25/97 % است و همین پارامترها برای شبکه ی عصبی عمیق از پیش آموزش داده شده ی ResNet-18 برابر با 90/97 % ، 46/97 % و 22/98 % می باشد. مدل ارائه شده قادر است برای مورفولوژی های متفاوت بافت پستان، پاسخ قابل توجهی ارائه دهد.

بیو انفورماتیک

بررسی اثر بخشی ترکیبات گیاهی در دسترس به‌عنوان مهارکننده پروتئاز اصلی SARS-CoV-2

دوره 15، شماره 1، دی 1402، صفحه 87-109

حامد شهریارپور؛ حسین نادری‌منش؛ سید شهریار عرب؛ نجمه دهقان بنادکی

چکیده همه‌گیری کووید-19 یک بحران بهداشتی جهانی ایجاد کرده است و توسعه درمان‌های موثر برای جلوگیری از شیوع این بیماری و نجات جان میلیون‌ها نفر ضروری است. یکی از پروتئین‌های کلیدی درگیر در چرخه تکثیر SARS-CoV-2، ویروسی که باعث کووید-19 می‌شود، آنزیم پروتئاز اصلی، 3CLpro است. این آنزیم به دلیل اهمیت بالایی که دارد، موضوع تحقیقات مولکولی، ساختاری و بالینی است و تلاش‌هایی برای تولید داروهایی که می‌توانند فعالیت آن را مهار کنند، صورت گرفته است. یکی از این داروها ترکیب شیمیایی N3 است که اثر مهاری بالایی در برابر 3CLpro دارد. هرچند، از دیدگاه طب سنتی، کمتر به این موضوع پرداخته شده است. در این پژوهش، مطالعات شبیه‌سازی میان‌کنش مولکولی داکینگ و شبیه‌سازی دینامیک مولکولی تمام اتم (MD)، برای بررسی قابلیت 21 ترکیب بالقوه گیاهی بر مهار آنزیم 3CLpro صورت گرفت. سه ترکیب با بالاترین احتمال مهارکنندگی از نتایج داکینگ مولکولی انتخاب شدند و تحت ns100 شبیه‌سازی MD قرار گرفتند تا پایداری و ویژگی‌های ساختاری-دینامیکی-انرژی آن‌ها بررسی شود. علاوه بر پایداری کمپلکس‌ها، نتایج حاصل از شبیه‌سازی نشان داد که هر سه ترکیب انتخابی ما ویژگی‌های ساختاری-دینامیکی قابل مقایسه‌ با N3 را به 3CLpro القا می‌کنند و بنابراین، انتظار می‌رود که توانایی مهارکنندگی مشابهی در برابر این آنزیم داشته باشند. ترکیب شماره 5 دارای مطلوب‌ترین انرژی اتصال بود و به عنوان بهترین جایگزین گیاهی برای N3 پیشنهاد شد. نتایج پژوهش ما می‌تواند به‌طور مستقیم برای طراحی مطالعات تجربی با هدف مهار آنزیم 3CLpro مورد استفاده قرار گیرد و در نتیجه، هزینه زمانی-مالی چنین مطالعاتی را کاهش دهد.

بیو انفورماتیک

بینش مولکولی رفتار داروهای بوسیپرویر، سیمپرویر و ونیپرویر در میانکنش با پروتئاز NS3/4A ویروس هپاتیت C در دو حالت وحشی و جهش یافته ی A156G: شبیه سازی دینامیک مولکولی

دوره 15، شماره 1، دی 1402، صفحه 129-148

هانیه سالاری؛ پرویز عبدالمالکی

چکیده سرین پروتئاز NS3/4A ویروس هپاتیت C یک هدف دارویی مهم برای درمان بیماران مبتلا به ویروس هپاتیت C می­باشد. با این حال، جهش اسید آمینه­ های آن، به ویژهA156G ، معمولا منجر به ظهور سریع مقاومت دارویی می ­شود. داروهای بوسیپرویر، سیمپرویر و ونیپرویر از داروهای مورد تایید FDA، پروفایل­ های مقاومتی متمایز در برابر جهش A156G پروتئاز NS3/4A ویروس هپاتیت C از خود نشان می­ دهند. به منظور نشان دادن رفتار هر یک از این داروها در میانکنش با پروتئاز NS3/4A در حالت وحشی و جهش یافته­ ی A156G شبیه‌سازی دینامیک مولکولی و محاسبات انرژی آزاد اتصال بر روی هر یک از داروها در میانکنش با پروتئاز NS3/4A در هر دو حالت وحشی و جهش یافته انجام شد. محاسبات انرژی آزاد اتصال مبتنی بر مکانیک مولکولی مساحت سطح پواسون-بولتزمن نشان داد که تمایلات اتصال هر یک از داروها در میانکنش با پروتئاز NS3/4A در حالت وحشی تا حدود قابل توجهی بیشتر از میانکنش با پروتئاز در حالت جهش یافته­ی A156G می­ باشد. محاسبات چشم اندازهای انرژی آزاد (FEL) مشخص کرد که که در حضور هر یک از داروها در میانکنش با پروتئاز وحشی و جهش یافته حوضه ­های انرژی بیشتری در مقایسه با پروتئاز در حالت آزاد تشکیل می­ شود. امیدواریم داده­ های ما بتواند بینش‌های مفیدی را برای طراحی یک داروی بازدارنده کارآمد جدید برای درمان بیماران مبتلا به ویروس هپاتیت C ارائه دهد.

بیو انفورماتیک

مطالعه‌ی کامپیوتری ساختار دمین FK در پروتئین شبه فولیستاتین 1

دوره 14، شماره 4، مهر 1402، صفحه 55-68

شهربانو جعفری؛ رحمان امام زاده؛ محبوبه نظری؛ محمدرضا گنجعلی خانی

چکیده هدف: پروتئین شبه فولیستاتین 1 (FSTL1) نقش مهمی در تنظیم بقای سلول، تکثیر، تمایز، مهاجرت و تعدیل سیستم ایمنی بدن برعهده دارد. دمین FK این پروتئین دارای 10 باقیمانده سیستئین محافظت شده می‌باشد که 5 پیوند دی سولفیدی تشکیل می‌دهند. با وجود مطالعات گسترده در مورد عملکرد FSTL1، اطلاعات ساختاری محدودی از این مولکول مهم زیستی در دسترس می‌باشد. به نظر می‌رسد افزایش دانش ما در این زمینه باعث بهبود کاربردهای زیست فناوری این پروتئین مهم با ارزش بالینی شود.
مواد و روش‌ها: با استفاده از سرور SWISS-MODEL و با استفاده از ساختار کریستالی دمین FK پروتئین FSTL1 موش با کد (PDB: 6jzw) به عنوان الگو، مدل های ساختاری دمین FK پروتئین FSTL1 انسانی تهیه شد. در مرحله بعد ساختارهای حاصل با استفاده از نرم افزار Swiss-PDB Viewer 4.10، Chimera1.12، نمودار راماچاندارن و سرور PDBSUM، از نظر فاصله دو باقی‌مانده سیستئین، محدوده خطای مدل‌سازی و تشکیل باندهای دی‌سولفیدی بررسی شدند. سپس شبیه سازی دینامیک مولکولی با استفاده از بسته نرم افزاری AMBER و با میدان نیروی ff14SB انجام شد.
نتایج: نتایج نشان داد که دمین FK فاقد پیوند دی سولفیدی دارای ریشه میانگین مجذور انحراف‌ها (RMSD) و ریشه میانگین مجذور نوسانات (RMSF) ، بالاتری از دمین FK طبیعی است. علاوه براین، شعاع ژیراسیون در دمین فاقد پیوند دی سولفیدی، بطور قابل توجهی کمتر از دمین FK طبیعی است. نتایج حاصل بیان می‌کند که پیوندهای دی‌سولفیدی دمین FK در پایداری تاخوردگی ساختاری پروتئین نقش دارد و حذف این پیوندها باعث افزایش انعطاف‌پذیری ساختاری این دمین می‌شود.

بیو انفورماتیک

پیشگویی اثر برازئین وحشی و جهش‌یافته‌های‌ آن در موقعیت آسپارتات 40 بر روی TLR5 با استفاده از روش‌های مدل‌سازی بر مبنای داکینگ مولکولی

دوره 14، شماره 1، دی 1401، صفحه 142-153

وهب جعفریان؛ الهه کریم پور

چکیده امروزه از پپتیدها و پروتئین­های دارای خواص ضدسرطانی، ضد آلرژی و ضدالتهابی برای درمان استفاده می­کنند. برازئین پروتئینی شیرین با 54 باقی­مانده آمینواسیدی است که طبق گزارش‌ها دارای ویژگی­ ضد سرطانی مبتنی بر توالی و ساختار دارد. در این پژوهش نقش آسپارتات موقعیت 40 در ساختار و عملکرد پروتئین برازئین وحشی و جهش‌یافته‌ها و نیز ویژگی ضدسرطانی پپتیدهای حاصل شده بر روی گیرنده TLR5 بررسی شد. ازاین‌رو، چندین مدل از فرم­های جهش­یافته با استفاده از نرم‌افزار Modeller.v.9.20 طراحی و ساخته شد. سپس صحت مدل­ها و ویژگی­های فیزیکی-شیمیایی نوع وحشی و جهش­یافته­های D40N ، D40R و D40Deletion با استفاده از سرور­ها و نرم‌افزارهای بیوانفورماتیکی مختلفی از جمله ProtParam ، ProtScale،SAVES ،PIC ، ModEval، و PredyFlexy مورد ارزیابی قرار گرفت. توالی پروتئین‌ها جهت پیش­بینی خاصیت ضدسرطانی با استفاده از سرورهای ACPred و iACP مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت. کیفیت و تحلیل اتصالات پروتئین وحشی‌ و جهش‌یافته­ها به‌عنوان لیگاند با گیرنده TLR5 ایجادکننده مسیر سیگنالینگ ضدسرطانی، به کمک داکینگ مولکولی و با استفاده از نرم­افزار HADDOCK بررسی شد. نتایج بررسی فراسنجه­های بیوانفورماتیکی نشان­دهنده احتمال بهبود پایداری ساختار و عملکرد پروتئین برازئین و احتمال افزایش سطح در دسترس جهت اتصال با گیرنده می­باشند. همچنین بنا بر نتایج حاصل از بررسی داکینگ مولکولی، احتمال اتصال پروتئین برازئین جهش­یافته D40R به گیرنده TLR5 نسبت به دیگر پروتئین­ها بیشتر است و این نشان­دهنده احتمال افزایش خاصیت ضدسرطانی این جهش­یافته می­باشد؛ بنابراین پژوهش، قابلیت ارتقای کارکرد زیستی و دارویی برازئین با ایجاد جهش­های گوناگون در موقعیت آسپارتات 40 وجود دارد.

بیو انفورماتیک

پیش‌بینی بیوانفورماتیکی توالی‌های حفاظت شده میکروآرانای و مطالعه روند ایجاد و از بین رفتن آنها در بقولات

دوره 14، شماره 1، دی 1401، صفحه 12-27

بهزاد حاجی اقراری؛ مجاهد کمالی زاده

چکیده چکیده

خانواده بقولات یکی از مهمترین خانواده­های گیاهان به شمار می­آید. در این تحقیق توالی­های پیش­ساز میکروآرانای در هفت گونه از بقولات شامل Arachis hypogaea ، Glycine max، Glycine soja، Lotus japonicus، Medicago truncatula، Phaseolus vulgaris و Vigna unguiculata به شیوه جستجوی توالی‌های پیش‌ساز حامل توالی­های همولوگ میکروآرانای بالغ در میان توالیهای نسخهبرداری شونده و با در نظر گرفتن مشخصات اختصاصی توالی و ساختمان دوم توالی پیشساز در میکروآرانای‌های شناسایی شده، پیش بینی و مشخصات آنها مورد توجه قرارگرفت. همچنین جایگاه ژنومی توالیهای پیشساز تعیین گردید. در این مطالعه، 414 توالی پیشساز میکروآرانای متعلق به 130 خانواده در هفت گونه مذکور که مشخصات توالی و ساختار دوم آنها با مشخصات توالی های پیش­ساز میکروآرانای گیاهی همخوانی داشت، پیش‌بینی و مشخصات آنها گزارش گردید. روابط بین گونه­ها براساس روند ایجاد و از بین رفتن خانواده­های میکروآرانای در هرگونه بر اساس بیشینه پارسمیونی به شیوه دولو بدست آمد و از این طریق درخت فیلوژنتیکی ارتباط گونه­ها ترسیم شد. خانواده­های میکروآرانای به وجود آمده و از بین رفته در گونه­های مورد مطالعه در طول پیدایش و تکامل گونهها مشخص و گزارش شد. نتایج نشان داد روند ایجاد خانواده­های میکروآران­ای در این خانواده اخیرا از شدت زیادی برخوردار بوده است. روابط بین گونه‌ها بر اساس روند ایجاد و از بین رفتن خانواده‌های میکروآران­ای به شیوه مدل بیشینه پارسیمونی همخوانی با روابط فیلوژنی ندارد. در این مطالعه تعدادی از خانواده­های میکروآران­ای به عنوان خانواده­های اختصاصی گونه و اختصاصی گروه شناسایی گردید که امکان استفاده از آنها به عنوان شناسه­گر گونه/گروه وجود دارد.

بیو انفورماتیک

تجزیه و تحلیل شبکه mRNA ها و Non_coding RNA های مرتبط در سرطان تخمدان و نقش بالقوه آن ها در فنوتیپ مقاومت به داروی سیس پلاتین

دوره 14، شماره 1، دی 1401، صفحه 49-59

زینب کربلایی پازکی؛ امیر رضا جوانمرد؛ سید مصطفی حسینی؛ شیوا ایرانی؛ بهرام محمد سلطانی

چکیده مقاومت به داروهای شیمی درمانی همواره مانعی در درمان قطعی سرطان ها بوده است. بنابراین، کشف وقایع مولکولی منجر به مقاومت دارویی، روشهای درمانی را ارتقاء می بخشد. RNA های غیر کد کننده (ncRNAs) دسته ایی از مولکولهای تنظیم کننده وقایع درون سلولی و از جمله مسیرهایی سرطانزایی و مقاومت دارویی هستند. مثلا، شبکه رقابتی ncRNA های درون زا ( ceRNA ) با اتصال به miRNA ها و محدود کردن اثر تنظیمی آنها، بیان mRNA ی ژن های هدف را تنظیم میکنند. تاکنون مطالعات محدودی در مورد نقش ceRNA در ایجاد مقاومت دارویی در سرطان تخمدان گزارش شده است. در این مطالعه، اطلاعات توالی‌یابی حجیم RNAseq بدست آمده از سلولهای مقاوم و حساس به سیس پلاتین استفاده شد تا ceRNA‌ هایی که تنظیم‌کننده‌های احتمالی مقاومت دارویی در سرطان تخمدان هستند، جستجو شوند. بدین منظور رده سلولی تخمدانی حساس و مقاوم به سیس پلاتین بنام A2780 انتخاب، و داده های SRA تهیه شده به روش RNAseq غربالگری شد. طی این روند، lncRNA ها، microRNA ها و mRNA های دارای تغییرات بیانی تفکیک و طبقه بندی شدند. در تجزیه و تحلیل بیوانفورماتیک سلولهای مقاوم نسبت به حساس، 16 عدد mRNA، 10 عدد lncRNA و 149 عدد miRNA دچار بیش بیان و 622 عدد mRNA، 263 عدد lncRNA و 177 عدد miRNA دچار کاهش بیان بودند. این ژن ها در 57 مسیر سلولی درگیر بودند و با ترسیم شبکه ceRNA تنظیمی، دو محور ZNRF3-AS1-miR-33-DUSP1 و ZNRF3-AS1-miR33-HSPA2 به عنوان شبکه های ceRNA بالقوه درگیر در سرطان تخمدان مقاوم به سیس پلاتین پیش بینی شدند.

بیو انفورماتیک

معرفی ویتامین‌های D3 و E به‌عنوان پایدارکننده‌های فرم هگزامر انسولین جهت رهایش تنظیم‌شده، بر اساس مطالعه شبیه‌سازی دینامیک مولکولی

دوره 13، شماره 4، مهر 1401، صفحه 18-30

رضا مهدویان؛ حسین سلیمانی؛ محمد قربانی؛ حسین نادری‌منش

چکیده ویتامین‌های D و E از معمول‌ترین داروهای درمان طولانی‌مدت دیابت هستند. یکی از مسائل مهم در این حوزه رهایش انسولین است. افزایش پایداری حالت‌های غیرفعال انسولین (فرم هگزامر) در بهبود کارایی رهایش انسولین یک راهکار درحال‌توسعه است. پروتئین انسولین به طور معمول در سه فرم مونومر، دایمر و هگزامر مشاهده می‌شود. در این تحقیق برای اولین‌بار، بررسی اثر ویتامین‌های D3 و E بر پایداری فرم ذخیره‌ای انسولین، از طریق روش‌های محاسباتی صورت گرفت. نتایج حاصل از داکینگ مولکولی نشان‌دهنده وجود 6 جایگاه اتصالی برای این ویتامین‌ها است. ویتامین‌های مذکور به‌واسطه حلقه‌های ساختاری و خواص هیدروفوب به منطقه هیدروفوب در مرز بین دو زیر واحد انسولین متصل می‌شوند. نتایج حاصل از مطالعات G-mmpbsa نشان‌دهنده نقش پایدارکننده این ویتامین‌ها در فرم هگزامر انسولین است. اتصال آنها به هگزامر موجب افزایش معنادار انرژی اتصالی بین زیر واحدهای انسولین شده است. حضور ویتامین‌های مذکور موجب افزایش تعداد پیوندهای هیدروژنی بین زیرواحدهای مونومری هر همودایمر انسولین شده و نیز تعداد پیوندهای هیدروژنی درونی پروتئین هگزامر انسولین را به طور معناداری افزایش می‌دهد. اتصال این ویتامین‌ها به فرم هگزامر انسولین موجب پایدارسازی، رهایش آهسته‌تر و متعادل‌تر انسولین و همچنین افزایش نیمه‌عمر فرم دایمر در جریان خون می‌شود. این یافته‌ها به‌منظور طراحی راهکار جدید برای تنظیم رهایش انسولین در بدن و همچنین افزایش نیمه‌عمر انسولین در خون جهت درمان بیماری دیابت نوع II راهگشا خواهد بود. علاوه بر این پایدارسازی فرم هگزامر می‌تواند به‌عنوان یک راهکار مؤثر برای درمان دیابت نوع I از طریق رهایش آهسته از سامانه‌های زیست حسگری ایمپلنت‌شده نیز مورداستفاده قرار بگیرد.

بیو انفورماتیک

پیش‌بینی بهترین نواحی تحریک‌کننده سیستم ایمنی پروتئین Vif ویروس HIV در بیماران ایرانی مبتلابه ایدز

دوره 13، شماره 3، تیر 1401، صفحه 1-13

زهرا حسن شاهی؛ بهزاد دهقانی؛ طیبه هاشم پور

چکیده ویروس HIV دارای حداقل شش ژن تنظیمی است که از بین آن‌ها پروتئین Vif می‌تواند تکثیر ویروس را کنترل کند . این مطالعه برای اولین بار به بررسی جهش‌های مهم در پروتئین VIF در توالی‌های مربوط به بیماران ایرانی پرداخته است و با استفاده از دانش ایمونوانفورماتیک ، مناطق ثابت این پروتئین و توالی‌های اپیتوپی B-Cell ، T-CELL و CTL تعیین گردید .
مواد و روش‌ها :
توالی‌های VIF از بانک ژنی NCBI جمع‌آوری گردید و از طریق نرم‌افزارهای بیوانفورماتیک، ساختار سوم و جایگاه‌های اپیتوپی B-Cell ، T-CELL و CTLآن‌ها پیش‌بینی شد و خواص آنتی ژنیک و حساسیت‌زایی آن‌ها موردمطالعه قرار گرفت .
یافته‌ها :
بیشترین شیوع جهش‌ها به ترتیب مربوط به جایگاه‌های S 49 P ( 90% ) و S 140 N و N 186 S ( 80% ) بود. هم‌چنین دو جابه‌جایی باقابلیت تأثیر در قدرت اتصال پروتئین VIF به فاکتور میزبان در جایگاه‌های 41 و42 در این مطالعه معرفی شدند. سه منطقه به‌عنوان توالی‌های اپیتوپی با تحریک‌کنندگی بالا و حساسیت‌زایی کم تعیین شد که از میان آن‌ها ناحیه 5-32 به‌عنوان بهترین ناحیه برای طراحی واکسن پیشنهاد شد.
نتیجه‌گیری:
این مطالعه به عنوان اولین مطالعه از ایران با به کاربردن ابزارهای بیوانفورماتیکی یک ناحیه باقابلیت بالای تحریک سیستم‌های ایمنی همورال و سلولی و هم‌چنین کمترین خواص حساسیت‌زایی معرفی شد، که می‌تواند در مطالعات آتی در زمینه واکسن‌های ضد HIV مورداستفاده قرار گیرد.

بیو انفورماتیک

پیش بینی بیوانفورماتیکی microRNAهای جدید کد شده توسط ژن N-Ras

دوره 13، شماره 3، تیر 1401، صفحه 132-138

مائده سلمانی؛ مریم حسنلو

چکیده مسیر پیامدهی Ras یک مسیر سیگنالدهی درون سلولی مهم است که تنظیم کننده اصلی جنبه های مختلف رشد طبیعی سلول و تبدیل به بدخیمی می باشد. خانواده ژن RAS از سه پروتئین G تشکیل شده است: H-Ras ، N-Ras و K-Ras که نقش مهمی در پیامدهی سلولی جهت رشد، تکثیر و مهاجرت دارند. جهش در انکوژنRas باعث ایجاد خواص بدخیمی می شود که برای رشد و گسترش سرطان مورد نیاز است. MicroRNA هایی (miRNA) که در ژنهای Ras کدگذاری می شوند نیز ممکن است در ایجاد سرطان نقش داشته باشند. در این تحقیق، microRNA های جدید واقع در ژن N-Ras از نظر بیوانفورماتیکی پیش بینی شدند. از برنامه SSCprofiler برای پیش بینی ساختارهای حلقه-ساقه در ناحیه ژنومی مورد نظر استفاده شد. پایگاه داده ای UCSC برای بررسی وضعیت حفاظت شدگی miRNA فرضی و توالی پیش ساز آن مورد استفاده قرار گرفت. علاوه بر این، پیش بینی N-Ras-miRs با استفاده از ابزار آنلاین MatureBayes نیز انجام شد. علاوه بر این، نرافزار آنلاین RNAFOLD که از الگوریتم پیش بینی ساختار حداقل انرژی آزاد (MFE) برای RNA استفاده می کند، برای پیش بینی تقریبی ساختار حلقه ساقه استفاده شد. نتایج نشان داد که N-Ras با طول حدود 5 کیلوباز دارای ساختارهای شبیه حلقه ساقه miRNAیی است که توالی نسبتاً حفاظت شده ای دارد. به طور کلی، شواهد کلی حاکی از وجود miRNA های جدیدی است که در انکوژن N-Ras کدگذاری می شوند.

بیو انفورماتیک

تعیین پروتئین‌های واسط در شبکه تعامل پروتئین-پروتئین با در نظر گرفتن بیماری‌های شایع در پروتئین‌های مون‌لایت

دوره 13، شماره 2، فروردین 1401، صفحه 111-120

فرشید شیرافکن؛ سجاد قرقانی

چکیده پروتئین‌های مون‌لایت یک زیر کلاس از پروتئین‌های چند عملکردی می‌باشند که در آن‌ها بیش از یک عملکرد مستقل یا معمولاً متمایز در یک زنجیره پلی پپتیدی منفرد رخ می‌دهد. با تحلیل شبکه‌های تعاملی پروتئین‌ها در سلول، می‌توان درک کرد که چگونه فرایندهای پیچیده باعث بیماری می‌شوند. به کمک زیست شناسی سیستم‌ها، می‌توان سیستم‌های بزرگ‌تر و پیچیده‌تر را مطالعه کرد و به اساس مولکولی چند بیماری توجه داشت. پروتئین‌های ارگانیسم انسان که مون لایت هستند بیشتر در بیماری‌های سرطان، کم خونی و بیماری مرتبط با سیستم عصبی درگیر هستند. در این کار با توجه به شبکه PPI انسانی، یک زیر شبکه ایجاد شد که در آن نودها، پروتئین‌های ایجاد کننده سه بیماری منتخب و یال‌ها، ارتباط این پروتئین‌ها با یکدیگر می‌باشند. قدرت اثرات غیرمستقیم واسط‌های غیر بیماری بین سه گروه از بیماری‌ها اندازه‌گیری شد و پروتئین‌های واسط کلیدی متصل کننده بیماری‌ها شناسایی شدند. نتایج کار نشان دهنده ارتباط بین نقش واسط و مرکزیت و همچنین بین نقش واسط و ویژگی‌های عملکردی این پروتئین‌ها می‌باشد. مشاهده شد که یک پروتئین که نقش واسط کلیدی غیرمستقیم بین دو بیماری را بازی می‌کند، لزوما در شبکه PPI، هاب نمی‌باشد. بنابراین همانطور که پروتئین‌های هاب مورد توجه قرار می گیرند، باید پروتئین‌های واسط مورد توجه قرار بگیرند. ما مشاهده کردیم که واسط‌های بین بیماری‌های کم خونی و اعصاب از نظر عملکردی اهمیت زیادی در سلول دارند. پروتئین‌های واسطه‌ای که در این‌جا پیشنهاد شده‌اند، باید به صورت تجربی به عنوان پروتئین‌های فرضی مرتبط با بیماری آزمایش شوند

بیو انفورماتیک

آپتامر، کاربردها و طراحی آن به روش in silico

دوره 13، شماره 1، دی 1400، صفحه 157-171

معصومه کردی؛ سارا قهرمانی

چکیده آپتامرها توالی­های تک رشته RNA، DNA و یا پروتئینی با اختصاصیت بالا هستند، که به طیف وسیعی از مولکولهای هدف تمایل اتصال دارند. آپتامرها در زمینه های مختلف مخصوصا پزشکی و تشخیصی کاربرد بالایی دارند و از نظر کاربردشان مشابه آنتی­بادی ها هستند. استفاده از آپتامر به جای آنتی­بادی مزایای زیادی از جمله قیمت ارزان، طول عمر بالاتر، افزایش قدرت نفوذ به بافت و غیره می باشد. چندین روش برای تولید آپتامر وجود دارد که با روش­های in silico می­توان مراحل تولید آپتامر را کوتاه و ساده تر کرد. با مدلسازی آپتامر می­توان مجموعه­ای از روشهای in silico مثل مدلسازی، داکینک و دینامیک مولکولی را برای غربالگری و دستیابی به بهترین توالی آپتامر به کار برد. در این مقاله مروری انواع آپتامرها، ساختارها و کاربردهایشان و روشهای طراحی آن­ها در in silico به صورت مختصر بیان شده است.
کلمات کلیدی: آپتامر، DNA، RNA، پروتئین، in silico

بیو انفورماتیک

بررسی بیوانفورماتیک miRNA های دخیل در بیماری از کار افتادگی زودرس تخمدان (POF)

دوره 12، شماره 4، مهر 1400، صفحه 12-30

پارسا تفضلی؛ هانیه مطهری راد؛ سیده فاطمه سیادت؛ روح الله فتحی؛ مهری مشایخی

چکیده هدف مطالعه: نارسایی زودرس تخمدان[1](POF) یکی از مهمترین بیماریهای تولید مثلی در خانم های زیر 40 سال بوده که با ایجاد عوارض کوتاه مدت و بلند مدت بر کیفیت زندگی و طول عمر این افراد موثر است.
بیمار طی این بیماری از مراحلی همچون بی کفایتی زودرس تخمدان ها (POI)[2]و کاهش ذخیره تخمدانی (DOR)[3] عبورکرده، در مراحل ابتدایی بیماری بازده عملکردی تخمدان ها کاهش یافته (POI)و در ادامه و با پیشرفت بیشتر بیماری، بیمار دچار کاهش ذخیره تخمدان و کاهش بیشتر عملکرد و از کار افتادگی زودرس و در نهایت از کارافتادگی کامل تخمدان ها و یا POF آنها می شود. عوامل متعددی از جمله عوامل ژنتیکی در ایجاد این بیماری دخالت دارند. بررسی های ژنتیکی نشان داده است که ژن های متعددی در بروز این بیماری نقش دارند. بخشی از تنظیم بیان این ژن ها، بر عهده عوامل ژنتیکی کوچکی به نام miRNA ها می باشد.
مواد و روش ها: در مطالعه حاضر، اطلاعات بیوانفورماتیکی miRNA های دخیل در این بیماری مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور از پایگاه های داده ژنتیکی از جمله UCSC، NCBI، KEGG، MIRBASE، TARGET SCAN، STRING و ... جهت دسترسی به ژن های دخیل در این بیماری، ارتباط ساختاری و عملکردی، مسیرهای پیام رسانی و miRNA تنظیم کننده آن استفاده گردید.
نتایج و نتیجه‌گیری: نتایج این مطالعه، حاکی از آن است که سه عامل miRNA-187، miRNA-33b و miRNA-33a در ایجاد و پیشرفت این بیماری بسیار موثر می باشند. [1] Premature Ovarian Failure [2] Primary ovarian insufficiency [3] Diminished ovarian reserve